[发明专利]一种基于改性蚕豆粉、高岭土，丙烯酸复合的高吸水性材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高吸水材料制备领域，具体涉及一种基于改性蚕豆粉、高岭土，丙烯酸复合的高吸水性材料的制备方法。

背景技术

高吸水性材料是一种具有超强吸水能力的新型功能高分子材料，其保水能力非常好，能够吸收约500至1000倍其自身重量水分，已在农林园艺、生理卫生用品、医药、食品、土木建筑等方面取得了广泛的应用。

我国高吸水性树脂的研究重点放在改进原有制备工艺，寻找新工艺和增加新原料等方面，而对于高吸水性树脂的复合化、功能化的研究则比较少。目前，我国己有科研机构将材料的复合化、功能化作为研究的新方向，有效利用材料的复合化可以降低成本，提高功效，有利于开发新型材料。随着工业产业结构的调整，增加对高吸水材料研究的投入，满足高技术生产的需求，已成为我国化工业发展的趋势。根据我国的消费需求，高吸水性树脂仍有很大的发展潜力，可以进一步深入研究。

随着研究的进展,人们发现将无机粘土如高岭土、蒙脱土、凹凸棒土、蛭石、云母、膨润土、海泡石等加入到高吸水树脂三维网络中不仅可以提高吸水树脂的综合性能还能有效地降低生产成本。

马红梅在《蔗渣纤维/高岭土/丙烯酸复合高吸水树脂的制备及性能研究》一文中以蔗渣、高岭土和丙烯酸为主要原料,采用溶液接枝聚合的方法合成蔗渣纤维／高岭土/丙烯酸复合高吸水树脂，考察了复合高吸水树脂在土壤中的吸水性能、抑制蒸发性能和土壤的体积膨胀率,其结果表明：在土壤中,复合高吸水树脂具有较好的吸水能力；且具有较好的抑制蒸发能力。但是该高吸水树脂的生物降解性差。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，加强吸水功能，降低成本，增加生物降解性，提供一种基于改性蚕豆粉、高岭土，丙烯酸复合的高吸水性材料的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于改性蚕豆粉、高岭土，丙烯酸复合的高吸水性材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将10-15重量份蚕豆粉加入100-120质量浓度为2-5％氢氧化钠溶液中40-60℃加热溶解完全，然后加入1-2重量份质量浓度为0.5-1%钛酸四丁酯偶联剂的无水乙醇溶液，控制温度在50-80℃，反应10-12小时，反应结束后调节反应pH为6-7，过滤，用无水乙醇洗涤3-4次，真空烘箱烘干，即得改性蚕豆粉；

（2）将5-10重量份丙烯酸类单体用适量质量浓度为2-5％NaOH溶液进行中和至中和度达到60-80%后得到混合物，陆续加入5-10重量份高岭土后在不断搅拌，同时控制pH为7-8，直至混合均匀后浸泡陈化24-48小时，进行离心，然后将固体沉淀物干燥，然后研磨过80-100目筛，待用；

（3）将步骤（1）所得改性蚕豆粉欲步骤（2）所得产物充分混合后加入5-15重量份质量浓度为3-5%海藻酸钠溶液，然后加入1-2重量份质量浓度为5-8%氯化钙溶液高速混合均匀在室温下搅拌1-2小时，升高温度至80-90℃时，加入0.1-0.5重量份配置成质量浓度为1-5％的溶液N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和1-2重量份引发剂过硫酸钾，搅拌聚合反应24-36小时，产物经干燥、粉碎、筛分，得到高吸水性材料。

所述调节PH是用盐酸溶液调节。

所述丙烯酸类单体为丙烯酸，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。

所述高岭土为200-400目。

一种基于改性蚕豆粉、高岭土，丙烯酸复合的高吸水性材料，其特征在于，由权利要求1-4所述方法制备而成。

本发明的优点是：

本发明先将蚕豆粉用氢氧化钠溶液进行加热溶解后，加入钛酸四丁酯偶联剂的无水乙醇溶液进行混合反应，得到改性蚕豆粉，然后采用水溶液聚合方法，合成高岭土/丙烯酸高吸水性复合材料，与改性蚕豆粉混合并对进行交联。本发明利用偶联剂处理蚕豆粉，改善蚕豆粉与其他相界面的结合程度,高岭土与丙烯酸类单体复合后与改性蚕豆粉混合后，丙烯酸类单体与蚕豆淀粉、海藻酸钠之间的交联，蚕豆蛋白与钙离子的螯合，形成了大小不同的尺寸三维网格凝胶，提高了吸水能力，增强了拉伸强度、扯断伸长率、永久变形以及撕裂强度等力学性能，且减低了生产成本，制备出的材料可以以蚕豆粉为碳基进行生物降解。

具体实施方式

一种基于改性蚕豆粉、高岭土，丙烯酸复合的高吸水性材料的制备方法，包括以下步骤：